20
3.2 Perancangan Dan Pengujian Mesin Vacuum Frying
3.2.1 Diagram Alir Perancangan
Flowchart adalah sebagai alur logika perancangan pada suatu alat
Mulai
Sumber-sumber masukan Tinjauan pustaka
Perancangan alat
Pembuatan gambar
kerja
Penyediaan bahan
Proses pemesinan
Assembling
Evaluasi alat
Pengujian
alat
selesai
21
3.3 Mesin Vaccum Frying
Dalam bidang pertanian saat ini, buah rambutan para petani saat panen
raya tiba tidak bisa diolah karena keterbatasan alat atau mesin. Sehingga para
petani buah hanya bisa menjual buah dalam nentuk saegar saja. Dengan adanya
mesin vaccum frying ini diharapkan dapat memberikan solusi pada bidang
pertanian dimana dapat meberi inovasi olahan buah yang bervariasi yaitu untuk
menambah pengahsilan yang labih. Ide ini adalah pendekatan analisa kebutuhan
masyarakat terutama petani yang didefinisikan dengan suatu uraian :
“Mesin Vaccum Frying Dengan Bahan Baku Buah Rambutan’’
Sedangkan batasan rancangan sebagai persyarat pengguna ditetapkan
sebagai berikut :
⎻ Mesin dapat dioperasikan dengan mudah
⎻ Dari segi ekonomi murah dan terjangkau
⎻ Komponen tidak banyak
⎻ Harga bersaing dengan produk sebelumnya
⎻ Dimensi proposional
⎻ Mudah dalam perawatan
⎻ Aman
3.4 Fungsi Mesin Vacuum Frying Dengan Bahan Baku Buah Rambutan
Fungsi vacuum frying adalah menghisap kadar air dalam buah dengan
kecepatan tinggi agar pori-pori daging buah tidak cepat menutup, sehingga kadar
air dalam buah dapat diserap dengan sempurna. Prinsip kerja dengan mengatur
keseimbangan suhu dan tekanan vakum. Untuk menghasilkan produk kripik buah
dengan kualitas yang bagus dalam artian warna, aroma, dan rasa buah tidak
berubah.
3.5 Blok Fungsi
Pada blok fungsi ini dapat dideskripsikan sebagai aliran energi, aliran
material dan aliran informasi, yang digambarkan sebagai blok fungsi dengan
aliran masuk dan aliran keluar. Jenis energi dapat berupa energi mekanik, listrik
22
Mesin Vaccum Frying
Dengan Bahan Baku Buah
Rambutan
atau termal. Ketika energi tersebut dapat dialirkan maka dapat dismpan,
ditransformasi, dialihkan dan lain-lain.
Buah rambutan
Kripik rambutan
Energi
Gambar 3.2 Blok Fungsi
3.6 Diagram Blok Perancangan Alat
Pada diagram ini akan menjelaskan secara umum komponen yang terdapat
pada mesin produksi kertas mulsa sebagai berikut :
Rambutan
Kripik
rambutan
Energi
Gambar 3.3 Diagram Blok Perencangan Alat
Dari diagram blok fungsi diatas dapat dilihat dimana fungsi terlebih
dahulu didefinisikan sebagai fungsi keseluruhan, kemudian dikembangkan
menjadi sub-fungsi yang akan dilakukan pada produk yang nantinya akan dibuat.
Rak
penampung tabung vacuum
Motor listrik
LPG
kompor
23
3.7 Diagram Alir Perancangan Prototype Mesin Vacuum Frying
Diagram alir perancangan merupakan suatu proses kelanjutan dari diagram
alir konsep diatas. Diagram alir perancangan ini menyangkut proses perancangan
part hingga gambar detail akhir.
3.7.1 Komponen Mesin Vacuum Frying
Mesin penggorengvakummesin produksi untuk menggoreng
berbagai macam buah dan sayuran dengan cara penggorengan vakum.
Bagian-bagian dari alat penggorengan vakum adalah:
1. Pompa Vakum (Saluran hisap uap air, water-jet, pompa sirkulasi,
saluran air pendingin dan pengukur vakum). Pompa tidak
menggunakan element bergerak. Penghisapan menggunakan fluida
pendorong yang bekrja dengan prinsip venturimeter. Fluida
pendorong dapat berupa air, uap air dan gas takan tinggi yang
dilewatkan pada nosel. Energi tekan nosel diubah menjadi energi
gerak. Tingginya kecepatan akan menghasilkan hisapan diujung
nosel tempat memancarnya fluida. Injektor yang menggunakan air
sebagai fluida penggerak disebut dengan water jet.
2. Ruang Penggoreng (Tabung penggoreng, tuas pengaduk, keranjang
penampung bahan). Bagian ini adalah tempat pemanasan minyak
yang dapat dilengkapi dengan keranjang untuk pengangkat dan
pencelup bahan yang digoreng.
3. Bak air bagian ini untuk digunakan untuk menampung atau wadah
tempat air yang akan digunakan untuk proses pemvakuman yang
menngunakan pompa air sebagai motornya.
4. Pengendali operasi. Bagian ini untuk mengendalikan suhu dan
tekanan operasi.
5. Pemanas (sumber panas). Bagian ini berfungsi untuk memanaskan
minyak. Untuk industri kecil sebaiknya menggunakan gas sebagai
bahan bakar pemanas.
24
3.8 Prinsip Solusi
Langkah selajutnya adalah pencarian prinsip solusi untuk sub-fungsi
metode yang digunakan adalah metode kombinasi yaitu dengan
mengkombinasiakan semua solusi yang ada dalam bentuk matriks. Adapun
prinsip solusi sebagaimana terlihat pada tabel 3.1 Bustami Ibrahim, Hary Sukma
Pradinata (2015).
Tabel 3.1. Matrik Solusi
NO
Prinsip Solusi Dan
Sub Fungsi
1
2
3
A
Motor penggerak
B
Bentuk - Bentuk
Frame
C
Bentuk – Bentuk
Tabung
D
Nozlee
E
Kontrol Pnel
F
kompor
25
3.9 Mengkombinasikan Dan Menetapkan Prinsip Kerja Yang Cocok
Penentuan kombinasi ditujunjukan dengan tabel pemilihan variasi struktur
fungsi untuk mesin vacuum fring, pada tabel dibawah ini terdapat pemilihan dari
sub-fungsi sehingga menjadi prinsip solusi secara keseluruhan yang
memungkinkan untuk diwujudkan dengan memilih kriteria pemilihan dengan
benar. Dari tabel dibawah, didapatkan alternative solusi perancangan mesin
vacuum frying sebagai berikut :
KONSEP 1 = A1 + B3 + C1 + D1 + E1 + F1
KONSEP 2 = A1 + B2 + C1 + D1 + E1 + F2
KONSEP 3 = A3 + B3 + C3 + D1 + E2 + F1
3.10 Konsep Produk
Konsep – konsep produk yang telah diperoleh dari matrik solusi diatas,
yaitu konsep produk yang mungkin dibuat akan dikembangkan dalam bentuk
sketsa. Diharapkan dengan membuat sketsa dari konsep – konsep produk tersebut
maka akan dapat dianalisa konsep produk yang paling cocok untuk dikembangkan
baik dari segi kegunaan, kemudahan operasional maupun dari segi biaya
pembuatannya.
3.10.1 Pengembangan konsep produk pertama
Sketsa dari konsep mesin vacuum frying yang kedua dapat dilihat
pada gambar berikut :
Gambar 3.4 Skets konsep produk pertama
26
Keterangan :
Konsep ini menggunakan system pengaduk otomatis, yang mana
sistempengaduk ini memerlukan motor listrik, sehinggga proses
pengadukan bisa lebih efisien. Akan tetapi desain ini memerlukan
komponen dan bahan yang lebih banyak.
3.10.2 Pengembangan konsep produk kedua
Sketsa dari konsep mesin vacuum frying yang pertama dapat
dilihat pada gambar berikut :
Gambar 3.5 Skets konsep produk kedua
Keterangan :
Konsep ini memiliki desain yang simple dan komponen yang
sedikit, akan tetapi punya kualitas yang bagus. Kekuranagan dari desain
ini, masih menggunakan system pengaduk yang masih maual, sehingga
memerlukan energi manusia sebagai energi pengaduknya.
3.10.3 Pengembangan konsep produk ketiga
Sketsa dari konsep mesin vacuum frying yang ketiga dapat dilihat
pada gambar berikut :
27
Gambar 3.6 Skets konsep produk ketiga
Keterangan :
Konsep ini hampir sama dengan konsep yang pertama, akan tetapi
bagian tabung dari konsep ini memiliki tutup tabung yang besar sehingga
pada saat memasukkan bahan akan lebih mudah, akan tetapi kelemahan
dari konsep ini bagian penutup tabung mudah bocor.
3.11 Pemilihan Model Rancangan Mesin
Pemilihan model ini bertujuan untuk mendapatkan desain rancangan yang
sesuai untuk kebutuhan yang diperlukan. Dengan memilih model desain ini dapat
menentukan efesiensi dari kerja mesin, sehingga mesin dapat bekerja dengan baik.
Penilaian ini untuk menunjukkan kelebihan dan kekurangan desain sebelumnya.
Untuk pemilihan konsep produk diperlukan beberapa langkah yang harus
dilakukan antara lain :
Langkah 1 : Menyusun Kriteria Untuk Membandingkan Konsep Produk
Kriteria perbandingan ini disusun berdasarkan hal yang harus
dipenuhi dan disusun berdasarkan prioritasnya untuk konsep produk yang
dirancang.
Kriteria-kriteria pemilihan yang perlu diperhatikan adalah :
Pengoperasian mudah, diharapkan pengoperasiannya semudah
mungkin oleh pengguna.
28
Biaya pembuatan, diharapkan biaya yang dikeluarkan untuk
memproduksi mesin vacuum frying harus seminimal mungkin.
Pemeliharaan mudah, diharapkan perawatannya tidak begitu sulit
dan spare part mudah untuk didapatkan.
Komponen tidak banyak, diinginkan alat ini tidak memiliki
komponen yang begitu banyak, sehingga akan memudahkan
perakitan, pemeliharaan serta dapat menurunkan biaya produksi.
Langkah 2 : Pemilihan konsep – konsep produk yang dibandingkan
Dari matrik solusi telah didapat tiga buah konsep produk yang
mungkin dibuat, ketiga konsep inilah nantinya akan saling dibandingkan.
Langkah 3 : Pemberian skor
Ketiga buah konsep tersebut dibandingkan dengan pemberian skor
untuk masing-masing konsep. Jika dianggap dapat memenuhi keinginan
pengguna lebih baik maka diberi skor tertinggi, jika kemampuannya
dianggap lebih buruk diberi skor terendah.
Langkah 4 : Menjumlahkan skor
Setelah setiap kriteria diberi skor untuk tiap-tiap konsep produk
maka skor-skor tersebut dijumlahkan. Berikut ini ditampilkan tabel
pengambilan keputusan sesuai ketiga konsep yang telah dibuat.
Tabel 3.2 Pemilihan Desain Mesin
No
Kriteria seleksi
konsep
Bobot 1 2 3
1 Pengoperasian mudah 25 20 20 15
2 Biaya pembuatan 30 20 25 20
3 Pemeliharaan mudah 3 25 28 25
4 Komponen tidak
banyak
15 10 10 10
Total 100 75 83 75
29
3.12 Pemilihan Model Rancangan Mesin
Pemilihan model ini bertujuan untuk mendapatkan desain rancangan yang
sesuai untuk kebutuhan yang diperlukan. Dengan memilih model desain ini dapat
menentukan efesiensi dari kerja mesin, sehingga mesin dapat bekerja dengan baik.
Penilaian ini untuk menunjukkan kelebihan dan kekurangan desain sebelumnya,
sudah di tentukan bahwa desain varian kedua lah yang sesuai dengan kriteria.
Kriteria-kriteria pemilihan yang perlu diperhatikan adalah:
⎻ Maintenance, dimaksudkan mesin dapat dibongkar-pasang dengan lebih
mudah, baik saat penggantian bagian mesin yang rusak ataupun penyetelan
pada bagian mesin. Efesiensi waktu dapat lebih baik karena bongkar-
pasang dapat dilakukan lebih singkat.
⎻ Ekonomis, nilai jual mesin dapat ditekan dengan tidak mengurangi
kekuatan mesin dan mesin masih dapat beroperasi dengan baik.
Tabel 3.3. Pemilihan Desain Mesin
Kriteria
Bobot
Mekanisme Alat
Tabung Nozzle
Rank rank
Modifikasi 30% 3 Baik 3 Baik
Maintenance 35% 3 Baik 3 Baik
Ekonomis 35% 2 Sedang 3 Baik
Total 100%
Keterangan penilaian keseluruhan mesin :
Baik = 3
Sedang = 2
Buruk = 1
Dari keterangan diatas maka di pilihlah konsep desain nomor 2 sesuai
kebutuhan masyarakat untuk membuat kripik buah.
30
3.13 Spesifikasi Perancangan Mesin vacuum frying
Proses perancangan merupakan urutan langkah pengerjaan dari
perencanaan sampai menjadi desain yang dikehendaki sesuai dengan ukuran yang
telah direncanakan. Di dalam perancangan harus memperhatikan efesiensi waktu,
kemudahan pengerjaan dan faktor perakitan, proses pengerjaan ini berfungsi
sebagai petunjuk bagi operator membuat suatu komponen.
1. Rangka
Pembuatan frame ini berguna sebagai dudukan / penyangga dan
part-part lainnya. Dalam penentuan dimensinya, frame dipengaruhi oleh
getaran, dan beban yang akan di tompangnya.
Jumlah : 1
Bahan : Baja Siku L (JIS G 3101)
2. Tabung
Tabung merupakan komponen yang paling utama dimana bahan
dari tabung harus dapat tahan terhadap perlakuan panas dari proses
penggorengan.
Jumlah : 1
Bahan : stenliss steel 3 mm
3. Poros
Poros merupakan tempat dimana beban yang diterima dari rak yang
menopang tempat material yang akan di goreng, sehingga perhitungan
poros ditentukan memiliki kemampuan dalam mengatasi ketahanan
terhadap kelelahan (fatique).
Jumlah : 1
Bahan : Baja S45C
31
4. Penampung ( rak )
Rak merupakan suatu wadah untuk menempung bahan material pada
saat penggorengan
Jumlah : 1
Bahan : Stinless steel berlubang dengan tebal 2 mm
5. Bak air
Bak air merupakan tempat penempung air yang digunankan pada pada
alat vacuum frying
Jumlah : 1
Bahan : Stainless steel dengan tebal 2 mm
3.14 Konsep Perancangan Mesin vacuum frying
Konsep yang telah terpilih kemudian dikembangkan dan konsep inilah
yang akan dibuat sebagai mesin vacuum frying. Adapun gambar konsep terpilih
adalah sebagai berikut :
Gambar 3.11 Prototype Mesin vacuum frying
32
3.15 Mekanisme Kerja Prototype Mesin vacuum frying
Sistim kerja mesin penggorengan vakum adalah buah atau sayuran
digoreng pada mesin penggorengan vakum, dengan medium minyak goreng.
Pemanasan minyak goreng disetting pada suhu rendah. Pemanasan ini
menggunakan bahan bakar LPG. Untuk mempercepat penggorengan, maka
dilakukan penyedotan kandungan air pada buah dengan cara pemvakuman.
Pemvakuman ini menggunakan pompa khusus, dengan tenaga listrik.
Suhu penggorengan terkontrol otomatis (70-90) °C. Suhu yang terjaga
rendah ini, menjadikan produk Anda tidak gosong, sehingga warna sesuai aslinya.
Suhu juga bisa Anda atur sesuai keinginan, baik diturunkan atau dinaikkan.
Misalnya saja, jika Anda ingin menggoreng bahan lain, yang suhunya butuh lebih
rendah ataupun lebih tinggi.
3.16 Aplikasi Penggunaan Penggoreng Vakum
Vacuum frying digunakan untuk mengoreng bahan dengan kadar air tinggi
dan kadar glukosa yang tinggi, hal ini dikarenakan pada bahan – bahan yang
mengandung kadar air tinggi dan kadar glukosa tinggi yang tidak bisa digoreng
menggunakan penggoreng biasa (Indocitrago, 2010). Pada bahan seperti pada
buah rambutan, nangka dan mangga serta wortel, maka hasil keripik yang
digoreng tidak akan renyah dan akan menjadi seperti jelly serta berubah warna
menjadi coklat karena reaksi mailard yang terjadi antara gula dan panas tinggi
pada suhu penggorengan.
Aplikasi lain yakni digunakan untuk menggoreng bahan dengan
kandungan volatil tinggi seperti aroma dan pigmen yang sensitif panas. Karena
titik didih minyak yang rendah serta bertekanan membuat aroma tidak menguap
dari bahan dan hanya air saja yang menguap secara berangsur –angsur.
3.17 Pengambilan Data
Langkah ini dilakukan dengan cara menguji perfoma alat vacuum frying
dengan menggunkan 3 parameter yaitu Suhu, Tekanan, dan Waktu. Kemudian
setalah mendapat data yang telah diinginkan maka selanjutnya mengolah data
dengan menggunakan software Engineering.
Top Related